L245钢在不同温度下的油气田模拟水中的腐蚀行为研究
🌺高冷轧钢是油汽田采输运转中在使用较广的塑料管材。在含CO2的环保中,高冷轧钢是的易会出现蚀化。现下,CO2蚀化早就成為原油大自然气化工中的一项核心的蚀化样式,以至于了地埋管和专用设备蚀化已过期特大事故案例的频现,然后引致较大的条件重大损失、人士意外特大事故和环保破碎。潮湿的CO2对废塑料没蚀化做用,但当CO2溶水完水要,在一样的的有机废气浓度下其总酸较高于硫酸[1],是在其对废塑料的蚀化性极高。中国内地外教授常见认可的的粗糙蚀化机制认定废塑料的CO2蚀化运转可主要是密切合作相关催化的反响和电催化的反响[2]:催化的反响运转关于简易,密切合作相关 CO2溶水水达成H2CO3的运转、H2CO3一级理论依据成绩和五级电离运转与高冷轧钢充分匀溶解达成碱化粒子束和碳酸盐合成的运转;电催化的反响运转密切合作相关阳极消失智能光电被结垢不锈钢的运转、金属电极的智能光电被完美重现的运转和智能光电互传的运转,仅是在CO2在水内会会出现水合的反响和两极电离,是在蚀化的中间的产品多类各样 (如FeOH[3],Fe(OH)2[4],Fe(HCO3)2[5]和Fe(HCO3)OH[6]),而金属电极的反响运转也密切合作相关到H+,H2O,H2CO3和HCO3-的完美重现。而关于一部分蚀化,的反响更是为僵化,它的造成和成长与不锈钢板材的表皮的状态、蚀化产品膜的的性质与环保原则关以,的反响运转也已经与粗糙蚀化有所不为有所各种于[7-9]。是在各采油厂分布的初一地理角度和环保有所各种于,是在有所各种于的采油厂采满水后的优势特色就不尽一样的。仅是有所各种于的采满水后当中也有着一系列相互之间特色。总体目标上有以內优势特色[10],水的平均温差一般坚持在20~90 ℃,平均温差关于是高;采油厂采满水后内的矿化度是的高,高的矿化度易以至于地埋管蚀化崩裂,给运转操作带去艰难及其会出现比较严重特大事故案例。影向地埋管钢蚀化的原则有更多,当中根本的原则是平均温差的影向,平均温差对地埋管蚀化有是核心的影向,常来看平均温差主要是是影向装修材料表皮的蚀化产品膜,借以影向蚀化数率[11]。都知道,平均温差的变高,都可以加快推进蚀化的催化的反响、电催化的反响与传质运转,然后变快蚀化的会出现。仅是就不是说蚀化数率会根据平均温差变高而一昧的变高,在平均温差变高运转中有更多连接词点。设计人士对此事展开了不少的运转,Ikeda等[12]考试了有所各种于平均温差下高冷轧钢在悬浊液中的极化的身材曲线,毕竟揭示,平均温差变高因此阴、阳极电压电流孔隙率减少。Zhang等[13]对趋于稳定CO2环保中的蚀化数率展开了设计会发现蚀化数率与平均温差有很密切合作的相关。文中理论依据在有所各种于平均温差下展开水浸泡科学实验操作和电催化科学实验操作设计了L245钢在模拟系统油汽田采满水后环保中的蚀化活动,同心同德L245钢在油汽田采满水后内的适宜软件出具参考资料理论依据。
1 工作方法步骤
1.1 實驗装修材料的制取
ꦬ实验性相关材料用于L245钢,其催化物质 (产品质量积分,%) 为:C 0.135,Si 0.350,Mn 1.350,S 0.007,P 0.015,Fe裕量。
🍌净泡科学工作室采取试片尺寸规格为45 mm×10 mm×3 mm (含Φ5 mm的孔),试板从表面由小到大用SiC砂纸逐一打发至1000#,打发后的试板由小到大在去阴阳铝离子水、二甲苯和无水酒精2017中超声铺助除垢5 min,吹一吹预备。电耐腐蚀测试方法试板为网套直径15 mm、厚3 mm的圆锥形形参比电极,试板表面用锡焊接触Cu接地线,用环氧硅胶粘合剂硅胶粘合剂封样后,由小到大用金相砂纸逐一打发至1000#,但是用去阴阳铝离子水擦拭,用二甲苯除垢除油,用无水酒精除垢后,吹一吹预备。科学工作室物料为164.79 g/L的NaCl悬浊液。科学工作室前向悬浊液韵达高纯氩气90 min除氧,但是向悬浊液韵达入CO2大致需要60 min后放在试板,全部整个科学工作室中恢复通入CO2以绝对CO2恢复恢复过剩动态,以虚拟Cl-硫含量较高并且 CO2过剩状况发生下的油气田田虚拟水。科学工作室上用水浴锅对虚拟悬浊液来恒温恒湿加温并保溫。溫度各分为制定为30,60和90 ℃。
1.2 侵泡调查失重加工处理
𓃲将泡发240 h后的制样从模拟仿真溶剂中拆下后用自来水家电除垢,加入酸家电除垢剂中甲联赛声配套家电除垢5 min。酸家电除垢剂的大致要为:(1) 需对另一个除掉试片上的氧化产品形成残积物;(2) 理论依据上是既能讯速、安全地出掉试片上的形成残积物,又能大致上不冲刷合金材料内在。酸家电除垢剂的配量:酸洗100 mL,六次甲基四胺10 g,倒水至1 L,拆下后用无水甲醇mri脱水烘干,烘干后加入空气空气干燥器中,8 h后用Sartorius TE124S天枰 (精确度0.1 mg) 实现秤重量,每个必备条件下对3个平行线样都秤重量,最终结果取均衡值。
1.3 无机化学物质校正
♊选择三探针片管理体系,在PGSTAT100N型电耐腐蚀事情站勤奋努力行电耐腐蚀測試设计。事情探针片为L245钢制样,参比探针片为过饱和点甘汞探针片 (SCE),配套探针片为Pt片,盐悬浊液重量为1000 mL。測試设计盐悬浊液用CO2除氧2 h至过饱和点。測試设计室温主要为30,60和90 ℃,压为卧式储罐。动电势极化的身材线条的扫一扫拍照速率单位为0.33 mV/s,扫一扫拍照电势面积为±250 mV (相对比较于短路电势),并对的身材线条通过线性拟合。电耐腐蚀特性阻抗谱的測試速率为105~5×10-3 Hz,交流活动鼓励激励数据信号为幅参考值±5 mV的正弦函数波。
1.4 生锈形貌进行分析
🎃选取FEI-2000型扫描仪扫描智能电子高倍显微镜 (SEM) 对水浸泡实验英文后的制样参与结垢形貌洞察分析。
2 后果与研讨
2.1 失重实验英文
♒图1为L245钢在多种溫度的燃气田模拟网池里净泡10 d后的防氧化性时延。是可以看得出来,时间推移溫度的身高,L245钢的防氧化性时延慢慢的更快,描述溫度身高更快了防氧化性。
图1 L245钢在有所不同气温油气区田虚拟采冒水中浸过10 d后的侵蚀传输速度
2.2 分析化学上的测试方法
🐻2.2.1 动电势差极化等值线方程检测毕竟 图2为L245钢在不一样的湿度表因素下的动电势差极化等值线方程,表1是各极化等值线方程的电催化主要是参数曲线拟合毕竟。从图2中需要断定,当湿度表因素增高时,L245钢的自被腐化不锈钢电势差正移,全局趋于碱化溶解完睡眠状态。从表2需要断定,伴随湿度表因素增高L245钢的被腐化不锈钢感应直流电压逐年扩大,被腐化不锈钢速度持续不断的变快。当湿度表因素增高至90 ℃时自被腐化不锈钢感应直流电压增高到177 μAcm-2,远高远于其它的这两个湿度表因素条件下的自被腐化不锈钢感应直流电压,这证明L245钢在高温天气下发应有点的剧烈。一起能够 表2需要断定,伴随湿度表因素的增高ba的变幻并不大,而bc的变幻最大,这证明湿度表因素增高对阳极发应导致较小,而对金属电极发应导致最大,为了所知被腐化不锈钢发应时主要是由金属电极有效控制。
꧒2.2.2 电普通机械阻抗匹配測量毕竟 图3为L245钢在差异的温差表表下的Nyquist图和Bode图。是可能发现渐渐的温差表表的提升,L245钢的容抗弧持续扩大,从Bode图例是可能发现,的温差表表提升相位角峰向中频移动式,描述L245钢的抗腐化性渐渐的温差表表提升随着减低,描述的温差表表的提升扩大了腐化响应的障碍,以至于腐化数率增大,相应毕竟与极化直线的毕竟相一致。
🎉对之内电无机化学电位差结论对其进行等效电源电路曲线曲线拟合 (图4),曲线曲线拟合结论如表2随时。这当中,Rs为盐溶液内阻器功率,Cd为电无机化学表现电感,Rt为自由电荷改变内阻器功率,Q为被锈蚀不锈钢副副产物膜电感,Rf为金属电极界面被锈蚀不锈钢副副产物膜内阻器功率。从表2能够判断,伴随湿度的增大,Rt有效的减小,被锈蚀不锈钢速率单位加大。
图2 L245钢在的不同温湿度煤层气田模拟仿真一般的水都的动电位差极化折线
图3 L245钢在不同的温差的气田田模拟网河中的Nyquist图和Bode图
图4 L245钢在不一样的温的油气区田虚拟仿真河中分析化学上的抗阻等效线性拟合控制电路
表1 L245钢在其他高温的油气田田采满水后中极化直线拟合曲线报告
表2 L245钢在模仿石油勘探采出液中有差异温湿度下电催化电位差拟合曲线应纳税所得额电催化主要参数
2.3 浸蚀外表面形貌的结果
ജ图5是L245钢在不一温差下的煤层气田模拟仿真水里浸湿10 d后的表面能的SEM像。能能看得出,在3个温差先决条件下对应突发了饱满腐烛和轮廓线腐烛。30 ℃时饱满腐烛的膜层产品较少,腐烛类别为饱满腐烛。当温差上升到60 ℃时,腐烛形貌突发重要变化无常,L245钢的表面能突发轮廓线腐烛。温差上升至90 ℃时,腐烛产品偏多,轮廓线腐烛总量增强。
图5 L245钢在不同温度的模拟油田采出水中浸泡10 d后的腐蚀形貌
2.4 讲解与研讨
在气田田采冒水的结垢环节中,结垢反映[14]下面:
๊室温首要是的干扰产品面上蚀化产品膜的化学上结构和强度[15],随之的干扰蚀化带宽。在饱满CO2情况下,蚀化症状首要由阴离子症状来调整另一症状车速[16],用动电势差极化直线会发现室温上升减慢了阴离子症状车速,使另一蚀化症状愈来愈越急剧。在蚀化慢慢价段,Fe连续有阳极融掉,症状面上周围Fe2+氧化还原电位较高,症状面上会转换成一楼松软的蚀化产品膜,在超低温下Cl-的的存在缩减了CO2的融掉度[17]使碳素钢的蚀化带宽缩减,室温上升使蚀化带宽上升转换成松软的FeCO3,由于症状时间段堆积蚀化产品膜日益积累,美国财政部部蚀化产品膜积累到一段能力后突发内扯力使蚀化产品破裂,可以使的半径较小的Cl-用裂纹渗入内部结构有部分区域蚀化。
3 得出结论
ꩵ(1) 热度对L245钢的CO2生锈有相关性应响,在底温阶段性 (≤90 ℃),生锈时延不断地热度的上升而提高。
🔯(2) 常溫下 (30 ℃) L245钢的CO2金属结垢重要为不匀金属结垢,当温湿度身高至60 ℃逐渐再次发生轮廓金属结垢,轮廓金属结垢不起作用如今温湿度身高而日益加剧。